Si les panneaux solaires représentent aujourd’hui une source d’énergie attrayante, leur rendement est encore insuffisant pour compenser les coûts et les ressources utilisées dans leur fabrication. Un nouveau système de panneaux solaires à haut rendement impliquant une technologie de focalisation solaire satellitaire, développée par la société Insolight, pourrait changer cette situation en permettant aux ménages de s’équiper en source d’énergie à moindres coûts.
Les panneaux solaires développés par la startup Insolight affichent un rendement impressionnant de 29% — un record pour le marché de la vente au détail. Ces systèmes, qui sont maintenant standardisés pour la production en série, contiennent des lentilles qui concentrent la lumière du Soleil sur de minuscules cellules photovoltaïques à haut rendement, en utilisant une approche novatrice pour le secteur de l’énergie solaire.
Les panneaux solaires développés par Insolight offrent des rendements de 29%, soit près de deux fois plus que les autres produits actuellement sur le marché (rendements de 17 à 19%). Les panneaux, récemment testés par un laboratoire indépendant, utilisent un système optique breveté qui concentre la lumière du Soleil sur une sorte de cellule photovoltaïque miniature normalement utilisée dans les satellites.
Des études ont montré que le rendement moyen des panneaux solaires commerciaux n’a augmenté que de 3.5% depuis les années 2000 et semblait atteindre un plateau. Mais les trois fondateurs d’Insolight — Mathieu Ackermann, Laurent Coulot et Florian Gerlich — voulaient pousser les rendements plus loin et ont décidé d’essayer quelque chose de radicalement différent : construire des panneaux solaires résidentiels utilisant les mêmes types de cellules utilisées dans les satellites, très efficaces mais aussi coûteux.
Une technologie à haut rendement et à moindres coûts
Pour réduire les coûts pour le marché de la vente au détail, ils ont développé un verre de protection sur lequel des lentilles optiques focalisent la lumière du Soleil et la dirigent vers la surface minuscule des cellules haute performance. Cela signifie que les cellules doivent occuper moins de 0.5% de la surface du panneau solaire. Les fondateurs ont également conçu un mécanisme permettant de déplacer les cellules horizontalement de quelques millimètres dans chaque sens, afin de suivre la lumière du Soleil tout au long de la journée.
Les cellules n’occupant qu’une infime partie de la surface des panneaux solaires, le système Insolight peut même être installé au-dessus des panneaux solaires classiques pour augmenter leurs rendements. « Cette approche hybride est particulièrement efficace lorsqu’il fait nuageux et que la lumière du Soleil est moins concentrée, car elle peut continuer à générer de l’énergie même sous des rayons lumineux diffus » déclare Ackermann.
Le système ultra-mince a le même aspect et la même forme que les panneaux de toit ordinaires et peut être installé de la même manière. « Le véritable défi pour le secteur de la vente au détail consiste à augmenter les rendements sans augmenter les coûts, tout en maintenant la robustesse et la facilité d’installation des équipements » indique Coulot.
Dans cette vidéo, les trois ingénieurs et fondateurs d’Insolight présentent leur nouvelle technologie de panneaux solaires :
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Le système a également été testé pendant un an sur les toits d’un site pilote de l’EPFL. « Nos panneaux ont été raccordés au réseau électrique et surveillés en permanence. Ils ont continué à fonctionner sans accroc malgré les canicules, les tempêtes et les intempéries hivernales » déclare Ackermann.
Une réduction jusqu’à 30% des factures énergétiques des foyers
Selon les fondateurs, les panneaux solaires d’Insolight offrent un meilleur retour sur investissement que les solutions concurrentes. « Notre technologie peut réduire la facture énergétique des ménages jusqu’à 30% dans les régions ensoleillées » déclare Coulot. Ce calcul — effectué conformément aux pratiques standard de l’industrie — prend en compte le coût, la durée de vie utile et le rendement des panneaux, ainsi que les coûts énergétiques locaux, les conditions météorologiques, les coûts d’emprunt, ainsi que les coûts d’entretien et de nettoyage.
Les trois fondateurs de la société se sont rencontrés à l’EPFL et ont établi leur entreprise au parc d’innovation de l’école. Aujourd’hui, ils sont en pourparlers avec plusieurs fabricants de panneaux solaires afin d’obtenir une licence pour leur technologie.
« La fabrication de nos panneaux implique quelques étapes supplémentaires lors de la phase d’assemblage. Ces étapes pourraient être franchies à la fin des processus de production standard » explique Coulot. La société prévoit de lancer son premier produit sur le marché en 2022.